茶树鸟苷酸交换因子CsRopGEF1和CsRopGEF3基因的克隆及表达特性

摘要

从茶树〔Camellia sinensis(Linn.)O.Ktze.〕品种'龙井长叶'('Longjingchangye')叶片中克隆获得鸟苷酸交换因子RopGEF的编码基因CsRopGEF1和CsRopGEF3;用生物信息学方法分析了这2个基因编码的氨基酸序列的同源性及理化性质;并用qRT-PCR研究了CsRopGEF1和CsRopGEF3基因在茶树不同组织中的表达模式及其对外源ABA处理的响应模式.结果显示:茶树CsRopGEF1和CsRopGEF3基因全长分别为1844和1509 bp,分别包含长度1731和1434 bp的开放阅读框,各编码576和477个氨基酸.茶树CsRopGEF1和CsRopGEF3基因编码的氨基酸序列均含有保守的PRONE结构域,其中均包含保守基序Motif 1至Motif 7;分子式分别为C2797 H4402 N762 O856 S32和C2356 H3696 N648 O752 S29,理论相对分子质量分别为63420和54060,理论等电点分别为pI 6.69和pI 5.10,不稳定系数均大于40,亲水性平均系数分别为-0.368和-0.552,并存在多个磷酸化位点,以丝氨酸磷酸化位点最多,表明这2个基因编码的氨基酸序列均属于不稳定的酸性、亲水性蛋白,且其功能可能受磷酸化调控.茶树CsRopGEF1和CsRopGEF3基因编码的氨基酸序列与水稻(Oryza sativa Linn.)等植物的RopGEF1和RopGEF3氨基酸序列的相似度均在75％以上,且与双子叶植物同类氨基酸序列的同源性较高,而与单子叶植物同类氨基酸序列的同源性较低.qRT-PCR分析结果显示:茶树CsRopGEF1基因的相对表达量在茎中最高、叶片中最低,且差异显著(P<0.05);而CsRopGEF3基因的相对表达量在根和茎中均较高,且均显著高于叶片,表明CsRopGEF1和CsRopGEF3基因表达存在组织特异性.经100μmol·L-1外源ABA处理后,茶树CsRopGEF1基因的相对表达量整体显著下调,而CsRopGEF3基因的相对表达量则整体上调,说明这2个基因对外源ABA的响应模式存在差异.根据研究结果,推测茶树CsRopGEF1和CsRopGEF3基因在ABA信号转导途径中受不同的调控作用,且可能在茶树根和茎的生长发育中发挥重要作用.